关于建筑电气设计节能的探讨

摘要：本文结合建筑设计的特点，从建筑供配电系统、照明及智能控制等方面入手，探讨了建筑电气的相关节能措施。

关键词：建筑电气；节能；设计；对策

中图分类号： TE08 文献标识码： A

1.引言

电能是宝贵的二次能源，目前约有五分之四的一次性能源在发电、输电、配电和最终的使用过程中被浪费掉了。”如何“节电能、降电耗” ，建筑工程进行电气节能设计已势在必行，但是建筑电气节能是一项技术性很强，影响因子复杂的工程，这要求建筑电气工程师发挥才智，既要满足建筑功能要求，给居民提供舒适、方便的生活空间，还要尽可能的做到减少建筑耗能。

2.供配电系统

2.1变压器的选择

变压器应选用节能型变压器，高导磁的优质冷轧晶粒取向硅钢片和先进工艺制造使硅钢片的磁场方向接近一致，可以铁心的涡流损耗；良好的接缝密合，可减少漏磁损耗。与老产品比，节能型变压器空载损失和短路损失降低，10kV系列分别降低41.5％和13.93％。平均每千伏安年节电9kW.h。一、二级负荷双电源时，通常应选2台变压器，三级负荷通常选1台；但根据使用要求或因运行方式变化可以节约电能的，不限制台数。对距离较远、低压配电不经济时，应根据技术经济比较来选定变电点。变压器的容量选择。理论上计算变压器负载率为50时，变压器的有功耗能能耗最小。但此时变压器的无功能耗增加，因此要考虑综合经济效益后进行选择。工程中变压器的容量选择在考虑初投资和运行费后，一般变压器的负载率取容量的80。但对一、二级负荷还应考虑1台停止运行时另l台能负担全部一、二级负荷的供电。需要考虑发展的，首先考虑更换大容量变压器，发展后容量超过1000kVA的可考虑增加变压器。

2.2电动机的节能分析

减少电动机损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的，因此电气设计节能措施主要在运行过程中。除了就地电容器补偿减少线路损耗外，还应减少电动机低效率的轻载和空载运行。主要措施是采用变频调速控制电动机使其适应负载的变化，以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的。如对于空调系统的循环泵采用变频控制后空调系统的运行费可节约30~40％。在电网条件允许情况下，电动机的启动方式尽可能采用直接启动方式。大容量电动机启动应避免引起电压波动，应采用降压启动装置。只允许0~6kw以下的电动机以插座为操作开关；经常无人监视的电动机应设断相保护装置；―般电动机的操作开关均可使磁力启动器，但符合控制保护要求的3kw以下的电动机也可使用负荷开关。

2.3减少线路损耗

据统计，线路的损耗约占输入电能的4%左右，影响线路损耗的主要是供电方式和导线截面积。因此在满足允许载流量、运行电压损失等各种技术指标的前提下，根据建筑的规模、用电负荷性质及容量，使电气位置合理的靠近用电负荷中

心，应按经济电流密度合理选择电缆及导线的截面，从降低电能损耗、减少投资等方面综合进行选择。具体措施有：①尽量选用电阻率P较小的导线，如铜芯线和铝线。但又要贯彻节约用铜的原则，在负荷较大的一类、二类建筑中采用铜导线，在三类或负荷量较小的建筑中采用铝芯导线。②尽可能减少导线长度，在设计中线路应尽量走直线少走弯路，另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心，以减少供电半径。③增大导线截面积，对于较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用，由于节约能耗而减少了年运行费用，从而达到节能、经济的目的。另外利用某些季节性负荷的线路，这些用户不用时，可提供给常期用户作供电线路使用，以减少线路和电阻。

3.照明节能设计及控制

照明节能设计就是在保证作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，减少照明系统中光能的损失，从而最大限度的利用光能，通常的节能措施有以下几种： （1）充分利用自然光，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而节约人工照明电能。 （2）使用高效节能灯具和高效电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器（3）对于照明灯具进行控制也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。大型公共建筑，例如高档写字楼、会展中心、剧院、体育场馆等建筑内、外公共区域可以进行智能照明控制。该系统能够进行远程集中监控、遥控控制和就地现场控制，使建筑的照明管理和设备维护变得更加简单。由于智能照明控制系统可改善环境，延长灯具寿命和降低运行费用、提高工作效率以及减少维修和管理费用等，也为用户节省下一笔可观的运行费用。采用智能照明控制系统对照明进行控制，与只有简单开关量控制的BAS相比，有其独到的优点。另外，智能照明控制系统具备多种照明控制方式，可以使同一建筑物具备多种艺术效果，为建筑增色添彩。现代建筑物中，照明不单纯地为满足人们视觉上的明暗效果，更应具备多种的控制方案，使建筑物更加生动，艺术性更强，给人以丰富的视觉效果和美感。

4.研究推广创新技术和产品

在建筑电气节能设计中，我们电气工程设计人员应根据工程的实际情况，其它专业的工艺要求，进行有的放矢的设计。值得注意的是，为了节能、节水和节电，空调和给排水专业的工程技术人员均在考虑如何采用新技术，在满足建筑功能和专业工艺要求的前提下达到节能、节水和节电的效果。作为建筑电气设计人员，在对这些新技术的供电和控制过程中，需要对这些技术的工艺有深刻的理解，才能做到符合工艺技术的要求。

另外，建筑电气专业也在考虑采用一些新技术和新产品，例如：太阳能光伏发电应用。虽然我国利用太阳能光伏发电，用于照明或其他电气装置的实例并不太多，而且发电量也相当有限，但太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源，值得应用和推广。在照明设计中，天然光和光纤照明的应用也给我们进行照明节能提供了有力的手段。有些建筑中，其顶部或侧面有大量的玻璃，白天大量的天然光线透过玻璃，使室内完全可以不用人工照明而获得充足的照度。这时可利用顶部或侧面采光，在白天替代人工照明。对于透过玻璃的光线多少，可以通过采用自动控制幕帘进行控制，使室内光线达到视觉舒适的程度。对于一些室外光线投射不进来的地方，尤其是地下室，则可以采用光纤照明的方式。光纤照明不消耗能源，它是在室外设置阳光采集装置，将太阳光通过光纤，传至室内光纤照明端口。而且光纤照明技术也日趋成熟，并能够创造出许多艺术的效果。

5.结束语

建筑电气的安全和节能措施还有很多，设计的节能潜力很大，作为专业设计人员应从电气节能的角度上精心细致地设计，利用高新技术采用高效节能产品，以达到既能节约一次性投资，又能节约电能的目的。

参考文献：

［1］李蔚.在建筑电气设计中的节能技术措施.电气应用.2007，2（10） ：12-15）

［2］中国计划出版社.《民用建筑电气设计规范》.JGJ/T16-1992

［3］曹国熙.建筑电气设计的节能措施.建材技术与应用。2008，8.

［4］徐水欣，张松滨.浅谈建筑电气的节能策略［J］.经济技术协作信息。2008（27） 。

［5］朱林根.2l世纪建筑电气设计手册［M］.北京：中国建筑工业出版社，2001.